“雙碳”目標下鋼鐵企業減排降碳綠色發展探析

摘要：綠色低碳發展對鋼鐵企業而言既是挑戰又是機遇。以天津市新天鋼聯合特鋼有限公司為例，分析“雙碳”目標下鋼鐵企業的碳排放情況，并提出通過開展實施節能降碳項目和綠色低碳發展新舉措，助力鋼鐵行業早日實現“雙碳”目標。

關鍵詞：碳達峰；碳中和；碳排放；節能降碳；綠色低碳

引言

氣候變化是人類可持續發展面臨的最大威脅，世界氣象組織統計表明，以2019年為節點，過去10年全球異常高溫、冰川消融和海平面上升等均達到創紀錄水平，據不完全記載，平均氣溫創歷史最高紀錄。氣候的波動與生態環境的變化密切相關，極端天氣、自然災害、生態平衡等都可引發氣候波動，同時對人類經濟社會發展造成重大威脅，如造成經濟損失和社會損失等。

據統計，我國的二氧化碳（CO2）排放總量位居世界前列，人均排放量已超過全球平均水平，在經濟快速增長和生活水平不斷提高的情況下，我國正承受著巨大的國際壓力。由于節能、控煤、減碳、循環是實現綠色和諧發展的重要標志，因而低碳發展在減排、減碳壓力面前已是非常緊迫的問題之一，必須認真對待。

2020年9月22日，習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發表重要講話時宣布，“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現碳中和”。因此，實現“雙碳”目標是生產、消費、技術、經濟、能源體系的歷史性革命，我國需要加快形成綠色發展方式和生活方式，建設生態文明和美麗地球的自我革命。碳達峰碳中和，既是科技問題，又涉及我國發展戰略、經濟命脈、社會文明和整個人類福祉，是全社會脫碳的艱巨使命。因此，碳達峰碳中和涉及到新生產力的發展，關系到生態文明的建設，關系到人類命運的共同體，非常重要，我國各界都要提高站位、提高認識。

1碳達峰和碳中和的概念

碳達峰指CO2排放量達到歷史最高值，然后經歷平臺期進入持續下降的過程，是CO2排放量由增轉降的歷史拐點[1]。但碳排放達峰并不單指在某一年達到最大排放量，而是一個過程，即CO2排放首先進入平臺期并可能在一定范圍內波動，然后進入平穩下降階段[2]。

碳中和指經測算在一定時間內，直接或間接產生的溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節能減排等形式，抵消自身產生CO2排放量，實現CO2“零排放”[1]。

碳達峰碳中和具體過程如圖1所示。

2鋼鐵行業面臨的減碳形勢

工業生產是CO2排放的主要來源，作為工業生產重要組成部分的鋼鐵行業，不僅是綜合能源消費總量大戶，也是碳排放大戶。在我國，鋼鐵行業作為國民經濟的重要基礎，是僅次于電力行業的CO2排放大戶。根據估算，從1991年至2018年，我國鋼鐵行業碳排放總量增長了4.47倍，但這些年噸鋼碳排放強度卻下降58%，說明鋼鐵行業經過近30年的發展，在節能降碳、綠色發展的道路上取得了巨大進步。而由于我國鋼鐵產量基數較大，鋼鐵行業碳排放量在全國碳排放量中所占比例為15%～17%，鋼鐵行業想要快速實現“雙碳”目標面臨著嚴峻的挑戰，因此鋼鐵企業想要生存與發展，就必須堅持走綠色低碳可持續性發展道路。

3鋼鐵企業碳排放情況

以天津市新天鋼聯合特鋼有限公司（簡稱“聯合特鋼公司”）為例，分析該企業碳排放情況和降碳潛力，期望為其他鋼鐵企業提供參考。

3.1 案例鋼鐵企業概述

聯合特鋼公司屬于黑色金屬冶煉及壓延加工企業，生產工藝流程如圖2所示，主要生產工藝為綜合原料場負責向球團作業區供精礦粉，向燒結作業區提供混均料，向煉鐵作業區提供塊礦、焦炭、煤，向煉鋼作業區提供冶煉輔料；燒結作業區負責向高爐提供合格的燒結礦；煉鐵作業區負責向煉鋼作業區提供合格鐵水；煉鋼作業區負責向軋鋼作業區提供方坯，成品材料經檢驗后入庫外發。

在圖2所示的生產過程中，聯合特鋼公司CO2排放源主要來自于化石燃料（煙煤、無煙煤和焦炭）的燃燒、含碳熔劑的燃燒和電力消耗。其中，以2022年數據為例，化石燃料燃燒產生的CO2占比為全企業CO2排放量的90%，如圖3所示。因此，如何控制化石燃料的消耗，是聯合特鋼公司實現碳中和的重點研究方向。目前，該公司已在積極開展研究降低鐵前工序固體燃料消耗的新工藝、新技術和新舉措。

3.2 碳排放情況

多年來，聯合特鋼公司從戰略高度充分認識節能減排、低碳發展的重要性，將節能降耗、低碳發展的方針貫穿生產組織全過程，按照“減量化、再利用、再循環”的原則，大力實施節能減排技術，促進企業降本增效低碳發展，并對生產過程中產生的余熱實行回收再利用。該公司先后采用高爐煤氣干法回收、轉爐煤氣凈化回收、鍋爐煤氣發電、綠色照明、光伏發電、厚料層低溫燒結、燒結余熱發電、飽和蒸汽發電、蓄熱式燃燒和變頻節電等多項節能減排措施，使企業碳排放強度呈現逐年下降趨勢。2022年，聯合特鋼公司碳排放強度處于天津市鋼鐵企業先進水平。

4鋼鐵企業節能降碳與綠色低碳發展舉措

4.1 節能降碳措施

天津市政府在“天津市推進碳達峰碳中和工作會議”上，提出了推進實現天津市“雙碳 ”工作目標。而作為碳排放的重點企業，聯合特鋼公司根據天津市及企業發展總要求，為推動企業“雙碳”工作和碳減排工作，明確企業碳達峰日期，制定《天津市新天鋼聯合特鋼有限公司碳達峰、碳中和行動計劃實施方案》，堅定“力爭2023年實現碳達峰和力爭2050年實現碳中和”的目標；建立了以總經理為首的碳達峰碳中和行動計劃領導小組，明確各部門職責，先后開展了多項節能降碳項目。

4.1.1開展燒結機脫硝熱風爐改造項目

燒結機脫硝熱風爐改造項目在保留原熱風爐基礎上，增加1套等離子點火－內置式直燃爐系統，與現有熱風爐功能相同，但可以大幅度減少高爐煤氣用量，并明顯減少運維工作量。熱風爐與等離子點火－內置式直燃爐相互備用。項目實施后，聯合特鋼公司預計可減少 7萬t/a的CO2排放量。

4.1.2實施鋼包蓄熱式烘烤技術項目

鋼包蓄熱式烘烤技術項目采用空氣與煙氣交替轉換的蓄熱式煙氣余熱回收裝置，可在大幅度節約能源的同時，降低大氣溫室氣體排放，并通過蓄熱體使高溫煙氣的物理熱量得到最大限度的循環利用。項目實施后，聯合特鋼公司預計可減少11 萬t/a的CO2排放量。

4.1.3開展高爐BPRT節電改造項目

高爐BPRT節電改造項目通過增加透平機動葉扇形弧度和承缸一級、二級靜葉弧度，以及一級、二級轉子動葉數量（由32片增加到35片），來提升機組內部的做功能力，以達到節電降碳目的。項目實施后，聯合特鋼公司預計可減少1.54萬t/a的CO2排放量。

4.1.4實施軋鋼加熱爐與高爐熱風爐智能燒爐技術項目

軋鋼加熱爐與高爐熱風爐智能燒爐技術項目增設加熱爐智能燃燒控制系統，通過智能配置空燃比，減少煤氣消耗和污染物的排放。項目實施后，聯合特鋼公司預計可減少11萬t/a的CO2排放量。

4.2 綠色低碳發展

低碳發展不僅意義重大，而且是一場偉大的革命，給鋼鐵行業產業結構帶來了嚴重沖擊。由于產業結構的重組對鋼鐵企業而言，既是挑戰又是機遇，因此把握機遇是鋼鐵企業實現綠色低碳發展的關鍵。鋼鐵企業應解放思想，主動創新、敢于創新，突破產業瓶頸，把握創新發展主動權。

為進一步推動“雙碳”工作，聯合特鋼公司積極探索并開展多項節能低碳新舉措。建設碳排放管理平臺，利用數字化、信息化與智能化來強化碳排放管理。以科技創新為抓手，推動產學研項目，積極與高等院校合作，加速開展燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼智能生產、減少固體燃料、節電等節能減排降碳技術的研發和應用。與低碳服務機構合作，確定企業低碳發展路線圖。積極推動清潔能源運輸項目的進展。優化能源結構、加大節能環保技術投入，應用余熱、余壓新技術，增加冬季供熱面積，進一步提高軋鋼熱裝熱送比例，進一步降低高爐固體燃料消耗，力爭小于500kg/t鐵。加速推廣實施溴化鋰制冷技術。加速推進鋼渣超細粉項目的建設，研究其他固廢的再利用技術。積極推進短流程煉鋼工藝。探索光伏發電新模式，不斷提高企業綠電使用占比。

結語

“雙碳”目標下，鋼鐵企業減排降碳綠色發展、低碳發展，既有挑戰也有機遇，鋼鐵行業的所有企業應在生產全過程中貫穿綠色低碳發展理念，對重要設備進行升級改造，有序推進節能減排改造工作，同時科學規劃，有序實施綠色低碳新技術，按照“減少、重復、循環”的原則，推動鋼鐵企業綠色低碳與高質量發展。

參考文獻

[1]葉學東.淺析碳達峰、碳中和形勢下石膏建材行業發展機遇與挑戰[J].磷肥與復肥，2021，36（10）：1-5.

[2]張哲，任怡萌，董會娟.城市碳排放達峰和低碳發展研究——以上海市為例[J].環境工程， 2020，38（11）：12-18.

作者簡介

閆燚（1987— ），男，漢族，天津人，工程師，大學本科，主要從事能源、環保管理工作。

郭新（1983— ），女，漢族，天津人，工程師，經濟學學士，主要從事能源、環保管理工作。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-05-31